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一、关键新材料制造过程复杂，生产与质量数据需要深度融合

CMP抛光垫并非简单的机械加工产品，其制造过程同时涉及材料配方、浇注、硫化、精密加工以及多项物性检测。

生产过程中形成大量浇注温度、流量、压力、搅拌转速、硫化温度与时间、切片厚度、雕刻参数、贴合参数等制造数据；实验室则需要持续对密度、硬度、厚度、压缩率、剥离力、沟槽、电镜、透气率、透光率以及原料纯度等指标进行检测。

如果生产数据由MES管理，而检测数据仍依赖Excel、纸质记录或独立设备保存，就难以真正回答一个关键问题：

“某一片抛光垫为什么合格，为什么异常，它对应的原料、设备、工艺参数和实验室检测结果分别是什么？”

因此，该项目需要解决的不只是生产管理数字化，而是建立制造过程与实验室质量数据之间的完整关联关系。

二、多品牌、多协议设备并存，生产数据采集难度高

CMP抛光垫生产涉及预热、浇注、硫化、切片、激光镭射、砂光、雕刻、清洁、3D检测、贴合、贴标、终检等多个生产环节，现场同时存在PLC设备、CNC设备、在线检测设备及实验室仪器。

不同设备的数据接口和通信方式差异较大，包括PLC、Modbus TCP、OPC、FANUC FOCAS以及检测设备数据文件等多种形式。

如果各工序仍以人工抄录设备参数，不仅效率低，还容易发生漏记、错记，同时无法支撑后续SPC分析以及产品质量追溯。

因此，需要在RockPlus MES与现场设备之间建立统一的数据采集体系，将设备运行参数真正转变为制造数据。

三、生产工序长，产品全过程追溯关系复杂

CMP抛光垫从原材料投入到最终产品出货，要经历多道连续生产和检测工序。

产品在制造过程中还需要关联：

原材料批次、生产工单、生产设备、工艺参数、模具、刀具、治具、辅材批次、操作人员、检测结果以及包装和出货信息。

任何一个环节出现偏差，都可能最终反映在产品性能指标上。

传统依赖人工记录的管理方式，很难快速完成跨工序数据关联，一旦发生质量异常或客户反馈，需要投入大量时间查找生产记录、设备数据和实验室报告。

四、质量管理不能停留在“检出不良”，需要向过程预防转变

对于半导体关键材料而言，仅仅在产品完成后判断“合格或不合格”是不够的。

企业更需要提前判断：

工艺是不是正在发生漂移？

产品虽然暂时没有超规格，但过程是否已经出现异常趋势？

同一设备、同一批次原材料或者同一工艺条件下，质量波动是否存在规律？

因此，项目需要建立覆盖产品、设备和原材料的SPC统计过程控制体系，并结合 WECO Rule统计判异规则，自动识别质量趋势和失控信号，将质量管理从事后检验进一步前移到过程预警。

五、实验室检测项目多，LIMS需要真正与生产现场连接

CMP抛光垫涉及大量物理性能和材料性能检测，实验室检测设备种类较多，不同设备的数据输出方式也存在明显差异。

部分仪器生成PDF报告，部分设备数据存储在数据库文件中，还有部分设备需要通过接口或人工辅助方式进行数据采集。

如果实验室与生产现场相互独立，实验室只能形成一份“检测报告”，而无法成为制造质量管理体系的一部分。

因此，需要通过RockPlus LIMS将检测任务、仪器数据、检测报告、SPC/CPK分析与MES中的产品批次和制造过程进行关联。

合共软件基于 RockPlus MOM制造运营管理平台，以 RockPlus MES + RockPlus LIMS 为核心，为国内某知名CMP生产企业构建从“生产执行”到“实验室质量管理”的一体化数字化体系。

整个项目围绕四个核心方向展开：

设备互联、生产流程、SPC质量管控、MES与LIMS数据协同。

一、RockPlus MES + LIMS，构建制造与质量一体化平台

项目以RockPlus MES负责车间生产执行，以RockPlus LIMS负责实验室质量管理。

RockPlus MES

覆盖：

• 生产订单与工单管理

• 工艺路线与工序管理

• 原材料及成品物流

• PDA扫码及在线过站

• 设备数据自动采集

• 刀具、治具及设备管理

• 生产质量管理

• 产品全过程追溯

• ERP系统集成

RockPlus LIMS

覆盖：

• 检验任务管理

• 实验室检测设备管理

• 测试报告管理

• SPC / CPK统计分析

• WECO Rule自动判异

• OCAP异常处理

• DCC受控文件管理

• 检测数据及质量报告管理

MES与LIMS并不是两套相互独立的系统，而是围绕同一产品、同一批次建立数据关联。

生产过程中产生的浇注、硫化等关键参数可以进入LIMS质量报告；实验室形成的密度、硬度、厚度、压缩率等检测结果，则可以进一步参与MES生产放行、标签打印和产品出货。

最终形成：

产品 → 制造过程 → 设备参数 → 原材料 → 实验室检测 → 质量结果

的一体化数据链。

二、设备互联：打通12道工序及多类型生产、检测设备

设备互联是本项目的核心建设内容之一。

RockPlus MES围绕CMP抛光垫生产过程，对不同工序中的设备进行统一连接和数据采集，包括预热、浇注、硫化、切片、镭射、砂光、雕刻、清洁、3D检测、贴合、贴标以及在线检测等环节。

针对现场设备接口不统一的问题，系统兼容多种工业通信及数据采集方式，包括：

• PLC设备通信

• Modbus TCP

• OPC

• FANUC FOCAS

• 在线检测设备接口

• PDF检测报告解析

• Access数据库数据解析

• 串口及仪器数据采集

• MES向设备下发条码及生产信息

例如在浇注工序，MES可以采集搅拌温度、转速、压力、消泡时间、熔体温度、原料流量等关键参数；

在硫化工序，系统记录硫化温度、时间以及模具、层位信息；

在雕刻工序，通过设备通信获取加工参数、刀具信息和真空压力；

在贴合工序，则进一步绑定衬垫、胶材批次、辊温、气压、张力等制造数据。

通过统一设备互联，原本分散在PLC、CNC、检测设备以及人工记录中的数据被自动沉淀到MES，并与对应的产品和生产批次关联。项目设备采集覆盖多道核心工序及多类型生产设备。

三、生产流程：以“一物一码”贯穿CMP抛光垫制造全过程

RockPlus MES以生产工单和产品条码为主线，将CMP抛光垫生产全过程连接起来。

整体生产流程包括：

ERP销售订单/生产工单 → MES工单管理 → 备料及原材料注册 → PDA扫码校验 → 预热 → 窗口制作 → 预混合 → 浇注 → 硫化 → 切片 → 激光镭雕 → 砂光 → 检测 → 雕刻/清洁 → 贴合 → 贴标 → 终检 → 包装 → 成品入库 → 出货 → ERP数据回传

在每一道关键工序中，系统通过条码、PDA和设备数据采集自动建立产品与制造资源之间的关系。

例如：

• 原材料进入生产前进行扫码校验；

• 浇注过程自动关联设备工艺参数；

• 硫化过程绑定模具与生产层位；

• 切片后建立半成品条码；

• 镭雕设备自动接收MES下发的打码信息；

• 雕刻、切片、砂光等工序进行刀具寿命与上机校验；

• 贴合过程绑定辅材型号和批次；

• 最终通过成品标签、包装箱码完成入库及出货。

由此形成真正意义上的“一物一码、一码到底”。生产全流程及正反向追溯关系与项目实际设计保持一致。

四、LIMS：让实验室检测数据进入制造质量体系

针对CMP抛光垫检测项目多、仪器类型复杂的特点，项目通过RockPlus LIMS统一管理实验室检测业务。

系统覆盖多类检测及测试报告，包括：

• MOCA纯度

• 来料检验

• 全密度

• 密度

• 硬度

• 厚度

• 压缩率

• 剥离力

• SEM电镜

• 透气率

• 透光率

• 沟槽

• 产品切片数据

• 浇注批次生产参数

• 硫化批次生产参数等

对于不同实验室设备，RockPlus LIMS根据设备特点采用不同的数据接入方式。

例如：

硬度计、厚度仪等设备可解析输出报告；万能拉力机可读取设备数据库中的测试数据；SEM、电镜、光学轮廓仪、密度仪等检测设备则根据接口能力完成自动或半自动数据采集。

系统将实验室仪器从“独立检测设备”转变为制造数据体系中的重要数据源，使检测结果能够按照产品、批次、工单进行统一归档和追溯。项目LIMS覆盖密度、硬度、厚度、压缩率、电镜、沟槽、纯度等多类物性及材料检测。

五、SPC + WECO Rule：从结果检验转向统计过程控制

针对半导体新材料对批次稳定性和产品一致性的高要求，项目将SPC作为质量管理的重要组成部分。

RockPlus LIMS建立了三个层面的SPC体系。

产品SPC

针对：

密度、硬度、厚度、压缩率、电镜等关键产品质量指标

进行持续统计分析。

设备SPC

针对：

浇注、硫化、切片、沟槽、透气率、透光率等生产及设备相关指标

进行过程能力分析。

原材料SPC

针对：

MOCA纯度等关键原材料指标

进行趋势监控。

在传统SPC控制限的基础上，系统进一步引入 WECO Rule统计判异机制。

系统可以根据连续数据点的位置、趋势和分布特征自动识别潜在异常。

这意味着即使某一检测结果暂时仍处于规格范围内，只要数据已经表现出持续偏移、连续单侧分布或其他异常趋势，系统也能够提前产生判异记录。

当SPC出现失控信号后，可以进一步进入OCAP异常处理流程，对异常原因、处理措施及结果形成完整记录。

最终形成：

检测数据 → SPC实时分析 → WECO Rule自动判异 → 异常触发 → OCAP处理 → 处理记录 → SPC/CPK持续分析

的质量闭环。

项目由此将质量管理从传统的“产品做完之后判断合不合格”，进一步转变为对制造过程稳定性的持续监控和提前预警。WECO Rule、SPC/CPK以及OCAP闭环均为项目质量体系的重要组成部分。

六、首件拦截与防错，将质量控制前移到生产现场

在关键加工工序中，RockPlus MES进一步建立现场防错和首件拦截机制。

例如产品进入3D检测后，系统自动获取沟槽深度、宽度、间距等检测结果。

如果首件产品检测不合格，系统可以对后续生产进行锁定，避免在工艺状态异常的情况下继续批量加工。

与此同时，雕刻、切片、砂光、裁边等工序建立刀具型号、使用次数及寿命管理机制，并在刀具上机时进行校验。

由此将质量控制由实验室和终检进一步延伸到设备与生产过程，实现：

错误提前防止、异常及时拦截、过程数据完整留痕。

七、MES与LIMS协同，实现正向、反向全过程追溯

通过RockPlus MES与RockPlus LIMS协同，项目建立了贯穿原材料、制造过程、实验室检测和成品出货的完整追溯体系。

正向追溯

通过成品条码，可以继续查询：

生产工单 → 所有工序 → 加工设备 → 工艺参数 → 原材料批次 → 辅材 → 刀具/治具 → 检测数据 → 包装及出货信息

反向追溯

当出现质量异常或客户反馈时，则可以从产品反向定位到：

生产批次 → 浇注批次 → 硫化批次 → 设备参数 → 原材料批次 → 检验数据

帮助质量和工艺人员快速缩小问题范围，为异常分析和持续工艺改善提供数据依据。

八、ERP双向集成，打通计划、生产、库存和出货

RockPlus MES同时与企业ERP系统进行双向集成。

ERP向MES同步：

• 物料基础数据

• 销售订单

• 生产工单

• 成品发货计划

MES向ERP反馈：

• 原材料注册及消耗

• 库存数据

• 成品入库

• 成品出库及最新库存

从而形成：

销售订单 → 生产计划 → 制造执行 → 物料消耗 → 成品入库 → 产品出货

的数据闭环，避免ERP与生产现场之间重复录入和信息断层。

通过RockPlus MOM平台建设，国内某知名CMP生产企业逐步形成以MES管理制造过程、以LIMS管理实验室质量，并通过设备数据连接两者的一体化数字制造体系。

从“国产化突破”到“稳定规模化制造”

对于CMP抛光垫这样的半导体关键新材料而言，国产化替代并不只是完成材料配方和产品研发。

真正进入半导体制造供应链之后，还必须持续面对产品一致性、过程稳定性、批次追溯、质量分析以及规模化制造等一系列挑战。

因此，制造数字化在这一行业中的意义，并不仅是“提高生产效率”。

更重要的是通过设备互联，把每一次制造过程真实记录下来；通过MES，把原材料、设备、人员、工艺和产品连接起来；通过LIMS和SPC，把实验室检测结果转化为持续改善制造工艺的数据依据。

RockPlus MOM通过 MES + LIMS + 设备互联 + SPC/WECO Rule，帮助国内某知名CMP生产企业建立从制造到质量的一体化数字底座，使国产CMP抛光垫在实现技术突破之后，进一步具备稳定制造、质量可控、全过程可追溯和持续优化的数字化能力。

这也是制造数字化在半导体关键材料国产化进程中的重要价值。